[實(shí)用新型]鉛酸蓄電池的耐過(guò)放電結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420011038.4
• 申請(qǐng)日: 2014-01-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203932232U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾登熙
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 黃學(xué)鴻
• 主分類(lèi)號(hào): H01M10/12
• 分類(lèi)號(hào): H01M10/12;H01M4/73
• 代理公司: 廈門(mén)市新華專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 35203
• 代理人: 朱凌

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種鉛酸蓄電池的極板結(jié)構(gòu)技術(shù)，尤其是指一種可以抑制過(guò)放電的發(fā)生，借以達(dá)到鉛酸蓄電池不會(huì)因過(guò)度放電而損壞，延長(zhǎng)鉛酸蓄電池的使用年限，并可強(qiáng)化鉛酸蓄電池、蓄電、充電、放電能力的鉛酸蓄電池的極板結(jié)構(gòu)技術(shù)。

背景技術(shù)

鉛酸蓄電池是屬于化學(xué)電池的一種，所以鉛酸蓄電池也可以說(shuō)是一種將電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，進(jìn)而儲(chǔ)能的元件，而鉛酸蓄電池的正極板是利用二氧化鉛，負(fù)極板是鉛（海綿狀鉛），再利用電解液中硫酸，化學(xué)能產(chǎn)生化學(xué)變化反應(yīng)，因而釋放出電能。

一般被稱(chēng)之為電瓶的鉛電池，又稱(chēng)鉛酸蓄電池，由正極板（positive plates）、負(fù)極板（negative plates）、隔離板（separate）、電池殼（一般為ABS或PP）、電解液(一般為稀硫酸(H₂SO₄)及接線端子等部分組成，其中，浸泡硫酸中的正極板為二氧化鉛(PbO₂)，負(fù)極板為海綿狀鉛(Pb)。此外，目前許多鉛酸蓄電池的板柵合金大部分都使用鉛鈣合金，因?yàn)橄绕诘你U銻合金并不適合制造閥控式免維護(hù)鉛酸蓄電池。

當(dāng)鉛酸電池于放電時(shí)，負(fù)極的鉛會(huì)和硫酸中的硫酸根離子化合成硫酸鉛，且附著在陽(yáng)極上，同時(shí)也產(chǎn)生電子；意即借由兩個(gè)極板浸泡在電解液中，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，并借由端子將電能輸出使用，充電時(shí)鉛極接電源負(fù)極，二氧化鉛極接電源正極，通以直流電，則進(jìn)行逆反應(yīng)；借由將化學(xué)能與直流電能的相互轉(zhuǎn)化，在放電后經(jīng)充電后能復(fù)原，從而達(dá)到重復(fù)使用效果。

其化學(xué)反應(yīng)如下：

閥控式免維護(hù)鉛酸蓄電池設(shè)計(jì)上是陽(yáng)極板完全充電時(shí)，陰極板并未完全飽充，亦即充電中自陽(yáng)極板產(chǎn)生的O₂與陰極板的海綿狀鉛反應(yīng)生成一氧化鉛(PbO)，而一氧化鉛再與電解液(H₂SO₄)反應(yīng)成硫酸鉛(PbSO₄)，也就是陰極板在充電的過(guò)程之中也持續(xù)在放電。

由此產(chǎn)生的硫酸鉛于充電過(guò)程中再度被還原成海綿狀鉛以及硫酸電解液。電解液為吸收式(absorbed type)，具有不易流動(dòng)性，由多孔性隔離板玻璃棉吸收，在使用期間不需補(bǔ)充水份。也就是，陽(yáng)極產(chǎn)生的氧氣(O₂)由陰極所吸收，并未排出電池外部。而陰極板吸收氧氣O₂后經(jīng)過(guò)充放電的化學(xué)反應(yīng)又將氧氣O₂還原成水分（H₂O）。因此，陰極也不會(huì)產(chǎn)生氫氣，完全不會(huì)有水份散失。

我們可以用下列的反應(yīng)式來(lái)表示其密閉的原理：

請(qǐng)參閱圖1，圖中所示為一現(xiàn)有的鉛酸蓄電池的極板外觀示意圖，蓄電池板柵1為鑄造式格子體，蓄電池板柵1至少一表面10具有一外框骨101及位于外框骨101內(nèi)的緯骨102、經(jīng)骨103，當(dāng)電池作用時(shí)的化學(xué)反應(yīng)，會(huì)有一些硫酸鉛、硫酸化合物是無(wú)法百分之百還原的，此種硫酸鉛非常堅(jiān)硬且不具有活性，因此會(huì)形成所謂硫酸鹽的結(jié)晶塊，并逐漸累積于外框骨101、緯骨102、經(jīng)骨103上，其稱(chēng)之為硫酸鹽化或硫化，亦可稱(chēng)為不可逆硫酸鉛、硬化硫酸鉛；由于硫酸鹽化或硫化后，將會(huì)使蓄電池極板的外框骨101、緯骨102、經(jīng)骨103與活性物質(zhì)之間的阻抗增大（充/放電），并使得極板硫酸鉛的結(jié)晶變粗變大、變硬，甚至?xí)斐蓸O群內(nèi)部短路等問(wèn)題，因此，硫酸鹽化的蓄電池在充電過(guò)程中，不但溫度升高，硫酸鉛也不能有效地進(jìn)行氧化還原效應(yīng)，進(jìn)而造成蓄電池充電還原的能力變差，其活性物質(zhì)容易老化、衰退；又，現(xiàn)有的板柵（圖1所示）結(jié)構(gòu)較細(xì)，且其設(shè)于外框骨101內(nèi)的緯骨102、經(jīng)骨103其對(duì)應(yīng)關(guān)系均作等距分配，因長(zhǎng)時(shí)間浸泡于電解液液中，容易因?yàn)槭艿诫娊庖旱母g而產(chǎn)生斷裂。

再者，因其設(shè)于外框骨101內(nèi)的緯骨102、經(jīng)骨103其對(duì)應(yīng)關(guān)系是作等距分配，而活性物質(zhì)所蘊(yùn)藏的電子必須依靠外框骨101與外框骨101內(nèi)的緯骨102、經(jīng)骨103傳遞到匯流片，過(guò)去因其設(shè)于外框骨101內(nèi)的緯骨102、經(jīng)骨103其對(duì)應(yīng)關(guān)系是作等距分配，所以在放電的過(guò)程中因?yàn)樽杩沟牟町悾菀自跇O板底層產(chǎn)生硫化現(xiàn)象，亦可稱(chēng)為不可逆硫酸鉛、硬化硫酸鉛；當(dāng)極板產(chǎn)生硫化現(xiàn)象后的蓄電池在放電時(shí)壓降會(huì)比較快，蓄電池的容量也會(huì)大幅衰減；在充電時(shí)電池也會(huì)產(chǎn)生高溫，且造成大量的氣體產(chǎn)生，如此惡性循環(huán)容易使鉛酸蓄電池造成過(guò)放電，會(huì)導(dǎo)致電池?fù)p毀無(wú)法使用。

有鑒于此，本設(shè)計(jì)人針對(duì)上述鉛酸蓄電池的耐過(guò)放電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上未臻完善所導(dǎo)致的諸多缺失及不便，而深入構(gòu)思，且積極研究改良試做而開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)出本案。

實(shí)用新型內(nèi)容